Download análisis geoecológico del parque ecológico estatal omiltemi, gro

ANÁLISIS GEOECOLÓGICO DEL PARQUE
ECOLÓGICO ESTATAL OMILTEMI, GRO. MÉXICO
GARCIA-RENDON, Magdalena. Lab. de Biogeografía.
Fac. de Ciencias. UNAM.
El parque Ecológico Estatal Omiltemi, se localiza a 27 kms. al Oeste de
Chilpancingo en el municipio del mismo nombre. Cuenta con una superficie de
3,600 hectáreas en un intervalo altitudinal comprendido entre los 1,900 y 2,800
m.s.n.m.; sus límites se extienden sobre una pequeña cuenca hidrológica cerrada
dentro del masizo montañoso de la Sierra Madre del Sur, entre los paralelos 17
35´ y 17 35´10” latitud Norte y los meridianos.
Presenta un clima C(w2)(s)big, templado subhúmedo (el más húmedo de los
subhúmedos) con lluvias en verano y con un coeciente de precipitacióntemperatura mayor de 55.3. Con verano largo y fresco y una temperatura anual
entre 12 y 18 C (Luis, com.per.)
Litoestratigráricamente, se distinguen dos grandes formaciones, los afloramientos
más antiguos corresponden a calizas del Cretácico (Albino-Cenomaniano) de la
Formación Morelos y de edad Miocénica, se observan andesitas piroclásticas de
Formación Alquitrán. También se aprecia metamorfismo de bajo grado y diques
dioríticos que intrusionan en varias partes (López, 1984).
Dentro de la región se diferencian dos grandes unidades geomorfológicas, una
erosional-denudatoria y otra estructural denudada. La primera se localiza en la
porción noroeste del parque, caracterizada por un paisaje de roca ígnea extrusiva
que cubrieron al basamento de calizas plegadas, confiriéndole una dinámica
denudativa-erosiva muy particular. La segunda se caracteriza por presentar rocas
calizas expuestas en capas delgadas. Originando una gran variedad de relieves,
desde pequeñas depresiones hasta valles de gran extensión; aquí el relieve
dominante es el cárstico, en el que la disolución de la roca caliza es el principal
proceso, los demás son secundarios (López, op.cit.).
El lugar muestra rasgos topográficos particulares asociados a su origen geológico.
De esta manera se puede distinguir, en la porción correspondiente con las rocas
ígneas, una topografía relativamente homogéneas caracterizada por grandes
cañadas formadas por laderas de pendientes suaves; mientras que, la porción
caliza, el relieve muestra una complicada topografía cárstica como mesetas, valles
de disolución, dolinas, uvalas, etc.
Por otro lado, la variedad de ambientes que ofrece el parque ha favorecido el
establecimiento de una gran gama de organismos. Hasta el momento se cuenta
con un registro de 221 especies de macromicetos, más de 500 especies de
fanerógamas, 162 especies de lepidópteros diurnos, 39 especies de reptiles y
anfibios, 130 especies de aves y 65 especies de mamíferos (Navarro y Muñoz, en
prensa).
El área presenta un alto grado de endemismos a nivel de especie y subespecie; y
dentro de los listados florísticos y faunísticos, se encuentran organismos
considerados en peligro de extinción (Navarro y Muñoz, po.cit.; Meave et al, 1990).
El objetivo del presente trabajo es mostrar la influencia de las características
particulares del terreno sobre la distribución, composición y estructura de las
comunidades arboreas del Parque Ecológico Estatal Omiltemi, Gro. Desde la
perspectiva de la ecología del paisaje o geoecología.
Metodología
Para conocer la distribución de las unidades geoecológicas se elaboró un mapa
escala 1:25,000 basado en las características del terreno y la estructura de la
vegetación. Cada unidad geoecológica se considera como un superficie
homogénea en roca, suelo, régimen de humedad y cobertura vegetal.
Cada unidad se describió en función de rasgos geomorfológicos, pendiente,
exposición, diferencias altitudinales, característica edáficas de suelos superficies e
información referente a la estructura y composición de las comunidades vegetales.
De las muestras de suelo procesadas se obtuvieron valores de pH, % de
humeada, capacidad de campo, textura y materia orgánica. El análisis de la
estructura de las comunidades vegetales incluyó los siguientes parámetros: a.
cobertura arborea (se tomaron dos diámetros de la copa y se aproximaron al área
de una elipse); b. Área basal (AB=(Perímetro a la Altura del Pecho)2/Pi)); c.
Densidad (número de individuos por unidad de área; d. Diversidad (función de
Shannon-Wiener).
La composición florística a su vez, fue analizada utilizando rutinas de clasificación
y ordenación ejecutadas con los programas FLEXCLUS (Tongeren, 1986) y
DECORANA (Hill, 1979) respectivamente. Este análisis permitió por un lado, la
formación de grupos florísticos a través de los cuales se describieron las unidades
geoecológicas, y por otro lado, el arreglo de dichos grupos a lo largo de ejes de
variación de los que se espera idealmente representen la influencia de algunos
parámetros ambientales.
Resultados
Descripción de las unidades geoecológicas o de paisaje.
La distribución de las unidades y su descripción completa aparecen en el mapa.
Esta descripción contiene datos detallados del terreno como pendiente,
exposición, altitud, grado de erosión y algunas características del suelo. De la
misma forma contiene información sobre las comunidades vegetales y sus
parámetros estructurales.
Los valores que aparecen en las unidades de terreno y las características
estructurales de la vegetación son un promedio de los valores originales de cada
muestreo; en cada unidad se consideró un número mínimo de tres muestras. La
codificación de las comunidades está referida a la clasificación que se muestra en
la tabla fitosociológica.
Ordenación de los datos de vegetación.
Utilizando la composición florística se calcularon matemáticamente ejes de
máxima variación (análisis multivariado), de los que se espera idealmente estén
correlacionados con algún(os) parámetros(s) ambiental (es). En la Figura no. 1 se
muestra los resultados de dicho análisis.
Al parecer, la humedad es el factor que mejor explica el arreglo de las unidades,
de tal manera que las especies que crecen en los encinares desciduos que se
desarrollan sobre los pedregales se encuentran en un extremo del gradiente y las
especies de bosques mesófilos se localizan en el otro extremo.
Para relacionar la distribución de la vegetación con la humedad se graficaron los
valores promedio del porcentaje de humedad, capacidad de campo, materia
orgánica y pH de las muestras de suelo superficial de cada unidad a lo largo del
primer eje de variación y se obtuvieron los siguientes resultados:
La curva que describe el porcentaje de humedad (Fig. 2) tiene una fuerte
tendencia a aumentar a lo largo del gradiente y se encuentra estrechamente
relacionada con la topografía local, de derecha a izquierda: pedregales, laderas y
cañadas. Esta curva presenta declinaciones en las unidades 4, 6, 7 y 13, mismas
que se relacionan con la caida del porcentaje de materia orgánica y la capacidad
de campo.
Las curvas de capacidad de campo y materia orgánica (Fig. 3 y 4
respectivamente) también muestran cierta tendencia al alza a lo largo del
gradiente. El incremento en la capacidad de campo en las unidades 2 y 3 con
respecto a la unidad 1, se explica por el incremento en el porcentaje de materia
orgánica. Sin embargo, en el porcentaje de humedad las unidades 1 y 2 son más
parecidas entre si y difieren de la 3, esto se debe muy probablemente a que las
dos primeras se ubican en pendientes entre los 20 y 40 grados con predominio de
las de 40, mientras la unidad 3 raras veces alcanza pendientes superiores a 15
grados; esta últimas evitan el escurrimiento debido a que el agua se acumula y
llena los poros no capilares del suelo, ya que el flujo del agua es mucho más
rápido sobre pendientes pronunciadas que sobre suaves.
La unidad 4 presenta un descenso en la capacidad de campo que concuerda con
el decremento en el porcentaje de materia orgánica, pero presenta mayor
porcentaje de humedad que la unidad 5 con capacidad de campo superior; esto
puede deberse en parte a las condiciones más protegidas en que se encuentra la
unidad 4.
Por otro lado, la variación en el pH (Fig. 5) esta fuertemente relacionado con el
origen geológico de los suelos. Las unidades 6, 7 y 14 se asientan sobre suelos de
origen ígneo, presentan pHs inferiores a 4.8. las unidades correspondientes a la
porción caliza y zonas de contacto presentan valores superiores.
Cambios de la estructura a lo largo del primer eje de ordenación.
Los valores de cobertura, área basal, densidad y diversidad se graficaron con
respecto al primer eje de ordenación.
En las comunidades de las zonas secas se pudo observar que la cobertura se
conserva más o menos constante en un intervalo de 10,000 a 25,000 m2/ha (Fig.
no. 6). En las dos primeras unidades, el aporte más fuerte de cobertura es de una
o dos especies de encino como son Quercus magnoliifolia, Q. castanea y Q.
Obtusata; mientras que en los bosques de pino y pino-encino (unidades 3 a la 10)
la cobertura total es el resultado del aporte de las especies de pino y otras
latifoliadas. En las zonas humedas se observa que los bosques de pino (unidad
11) se mantienen con valor entre 5,000 y 20,000 m2/ha, valor similar a la porción
seca, mientras los bosques mesófilos (unidades 12, 13 y 14) aumentan
drásticamente con valores entre 20,000 y 45,000 m2/ha. Este comportamiento
podría explicarse en función de las diferencias en el crecimiento de las latifoliadas
y coníferas, aunado a la presencia de especies tolerantes a la sombra que se
establecen en los Bosques Mesófilos de Montaña.
En el área basal se distinguen cuatro grupos (Fig. no. 7); hacia el lado izquierdo
del gradiente, con valores entre 5 y 30 m2/ha, se observa el grupo de los
pedregales (unidades 1 y 2); en la porción central se encuentran las comunidades
de pino y pino-encino con valores de 30 a 60 m2/ha; y en el tercer grupo, con
valores de 10 a 20 m2/ha, se localizan los pinares de laderas erosionadas y por
último, entre los 35 y 80 m2/ha se encuentran los pinares húmedos y bosques
mesófilos de montaña.
En este caso, los pinos y encinos contribuyen ampliamente al incremento del área
basal; sin embargo, en la porción correspondiente a los pedregales, el crecimiento
en grosor es inferior a los otros bosques. Este desarrollo se podría explicar por
varias causas entre ellas: los altos porcentajes de roca aflorante, el grado de
inclinación del terreno y el bajo porcentaje de agua disponible. Para el tercer
grupo, de los pinares en laderas erosionadas donde las comunidades están
formadas principalmente por juveniles, se observa que en general los individuos
jóvenes aportan poca área basal al sistema.
En cuanto a la diversidad (Fig. no. 8). Se distinguen los siguientes patrones: la
menor diversidad corresponde a las unidades 1 y 7, ambos dominados por una
especie; le siguen los bosques de pino y pino-encino con valores de diversidad de
1.0 a 2.5; la unidad 2 es la que presenta la diversidad más alta dentro de la
porción seca, ya que aquí se observa en el dosel a especies asociadas a selvas
bajas como Clusia rosea y Brahea dulcis, y especies de bosques templados como
Quercurs castanea, Q. Obtusata, Pinus montezumae y P. Lawsonii. Por otro lado,
los bosques mesófilos alcanzan índices de diversidad de 2.0 a 4.5 ; valores muy
superiores a los observados en la porción seca. Esto se explicaría por la ausencia
de especies arbóreas dominantes y la presencia de especies tolerantes en el
sotobosque.
En cuento a la densidad de individuos por hectárea, se muestra un
comportamiento más o menos uniforme a lo largo del gradiente en un intervalo de
500 a 1400 ind/ha (Fig. no. 9).
Como parte de este análisis, también se graficó la proporción de la riqueza de
especies pertenecientes a cada estrato a lo largo del primer eje de ordenación de
las unidades (Fig. no. 10). El estrato más rico es el herbáceo y dentro de éste, los
valores más altos (entre el 70 y 80%) se registraron en las unidades
correspondientes a los pinares húmedos, donde se reduce notablemente la
presencia del estrato arbustivo. El estrato arboreo presenta la proporción más baja
en el número de especies, aunque hacia los bosques mesófilos existe un aumento
de 10 al 15%.
Para conocer la distribución de las especies arboreas dentro de los diferentes
estratos, se gratificó el porcentaje de individuos de especies arboreas que se
encontraron en los estratos arbustibos y herbaceos (Fig. no. 11). Este análisis
aporta algunos elementos de la dinámica de regeneración de los bosques.
Tanto en el estrato herbáceo como en el arbustivo, las unidades que presentaron
mayor número de plántulas y juveniles de especies arboreas fueron los
correspondientes a los bosques mesófilios donde se presentan especies
tolerantes a la sombra, seguidos por los bosques de laderas erosionadas. Cuya
abundancia de plántulas y juveniles esta fuertemente vinculada a procesos de
deforestación.
Las unidades donde se registran los valores más bajos corresponden a los pinares
(de 0 a 2%), comportamiento esperado por el carácter heliófilo de los pinos, a
excepción del bosque de Pinus aff herrerae, P. ayacahuite y P. pseudostrobus con
un 9%, cuyo valor esta vinculado a factores de perturbación.
Discusión
El parque presenta un clima templado subhúmedo con una acentuada temporada
de sequía. Esta característica climática se ve acentuada o disminuida en función
de las cualidades del sustrato geológico, del relieve y del suelo, de tal forma que
las comunidades se distribuyen diferencialmente a lo largo de un gradiente de
humedad y la estructura y composición de las mismas se va modificando dentro
del grandiente.
Por las características topográficas de Omiltemi, el gradiente de humedad dentro
del parque no tiene una distribución linear como podía esperarse a lo largo de un
gradiente altitudinal o de distancia al mar; sin embargo, el gradiente está
fuertemente relacionado al relieve local de tal suerte que las porciones extremas
del gradiente se encuentran, por el lado de las secas en los pedregales y en el
lado húmedo en las cañadas.
Sin embargo, el gradiente de humedad debe considerarse como un gradiente
complejo, ya que la disponibilidad de este recurso se encuentra asociada a
múltiples variables ambientales como son la exposición, pendiente, permeabilidad
del sustrato geológico, las características del suelo, de la cobertura vegetal, etc. Y
al mismo tiempo, su presencia influye en fenómenos tales como formación de
suelos, descomposición de materia orgánica y disponibilidad de nutrientes.
Aunque en Omiltemi diferencias observadas en la humedad del suelo, a grandes
rasgos, se relacionan a características generales del relieve como son los
pedregales, laderas y cañadas, también es posible observar en algunos casos,
como las comunidades dominadas por Pinus pringlei, que su posición dentro del
gradiente se relaciona más fácilmente a fenómenos de deforestación y erosión de
los suelos.
En un trabajo similar realizado en los bosques de Wisconsin, Louck (1970) explica
que “las grandes diferencias en el ambiente a lo largo de un gradiente florísitco
son el resultado de dos elementos: 1) las restricciones impuestas por un ambiente
severo y 2) las variaciones que pueden imponerse como resultado directo del
desarrollo de la comunidad a lo largo del tiempo en un intervalo ambiental
restringido”.
En este caso, el agua es el elemento mas importante en el desarrollo de las
plantas y en muchas ocasiones también es el factor limitante del crecimiento,
particularmente en los climas subtropicales donde se presenta periodos de sequía
anualmente (Harnold y Hocker Jr., 1984).
La distribución de las especies a lo largo de un gradiente, como resultado de las
restricciones impuestas por el ambiente, tienen diferentes manifestaciones dentro
de la estructura de la vegetación. Estos cambios pueden observarse en el
incremento de la biomasa, como lo refleja la cobertura, altura y área basal; así
como en el aumento de la complejidad de la estructura vertical, ejemplificada por
el arreglo de los diferentes estratos y por el incremento de la diversidad en el
estrato arboreo.
El aumento de la biomasa a lo largo de un gradiente de humedad se explicaría por
un crecimiento continuo de la masa vegetal como lo demostró Molhering y Ralston
(1967) en una comunidad maderable de Lousiana donde determinaron que el
crecimiento en diámetro de las localidades estaban más relacionadas con el grado
de agotamiento de la humedad en el suelo que con la cantidad de agua disponible,
y que, el crecimiento en altura y diámetro responde no solo a la cantidad de agua
disponible, sino a la carencia temporal que se presenta durante las estaciones de
crecimiento.
Por otro lado, el incremento en la complejidad se debe a la ausencia de especies
arboreas dominantes, así como a la presencia de especies tolerantes a la sombra.
Estas observaciones concuerdan con las realizadas por Harnold y Hocker (1984)
donde mencionan que las especies que se muestran tolerantes a la sombra
parecen requerir niveles relativamente altos de humedad y a menudo se
encuentran en localidades con árboles de diferentes edades y de especies mixtas;
y por el contrario, las especies intolerantes crecen en sitios secos y
frecuentemente formando grupos regulares de especies similares.
Bibliografía
Harnold, W y Hocker Jr. 1984. Introducción a la Biología Forestal. AGT Editor.
México. 445 p.
Hill, M.O. 1979. Decorana – a fortram program for Detrended Correspondence
Analysis and Reciprocal Averaging. Cornell University. Ithaca, N.Y.
López, J. 1984. Estudios geomorfológico de la región de Omiltemi, Gro. Reporte
Técnico del Gob. del Estado.
Louck. O.L. 1970. Evolution of diversity, efficienty and community stability. Ammer.
Zool. 10:17-25.
Meave, J. Et al. 1985. Estudios sinecólogico del Bosque Mesófilo de Omiltemi,
Guerrero. Biol. de Campo. Fac. de Ciencias, UNAM.
Molhering, D.M. y C.W. Ralston. 1967. Diameter growth of loblolly pine realted to
available soil moisture and rate soil moisture loss. Proc. Soil. Sei. Amer. 31
(4):560-562.
Navarro A. Y A. Muñoz. en prensa. Aves, Reptiles y Anfibios del Parque Estatal
Omiltemi, Chilpancingo, Guerrero, Memor. Prim. Simp. Inter. Sobre Áreas
Protegidas en México. UNAM-SEDUE-CONACYT.
Tongeren, O. 1986. Flexclus, an interactive program for classification and
tabulation of ecological data. Acta Bot. Neerl. 35 (3):137-142.